專利名稱：一種磷酸鈣復合粉末的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于生物材料制備領域，特別涉及一種生物醫(yī)學用的磷酸鈣復合 粉末的制備方法。
背景技術：
羥基磷灰石的鈣磷比和晶體結(jié)構(gòu)與人體骨骼中的無機物相同，無毒、無 害、無致癌作用，具有良好的生物活性和生物相容性，能夠誘導新骨生長和形成，廣泛應用于生物硬組織的修復和重建。(x-磷酸三鈣((x-TCP)和P-磷酸鈣 (卩-TCP)的鈣磷比為1.5，與正常骨組織接近，是兩種生物降解和生物吸收型 活性陶瓷，具有良好的生物相容性和骨誘導能力。制備磷酸鈣類化合物的方法很多，傳統(tǒng)方法包括水熱法、溶膠凝膠法和 化學沉淀法等。但未見有報道用傳統(tǒng)的方法制備不含雜相的a-磷酸鈣/羥基磷 灰石復合物。將傳統(tǒng)化學沉淀法制備的鈣磷比為1.500的懸濁液中含有的無定 型鈣磷鹽稱為TCP前驅(qū)體，通過其與鈣離子繼續(xù)進行反應制備復相鈣磷鹽， 這種方法稱為前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法。利用前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備磷酸鈣類化合物的優(yōu)勢在于(l)反應后在一定Ca/P摩爾比范圍內(nèi)得到(X-磷酸鈣/羥基磷灰石復合物，不含p-磷酸鈣相和其它 雜質(zhì)；同時通過調(diào)整Ca/P摩爾比范圍內(nèi)還可以制備得到a-磷酸鈣/p-磷酸鈣/ 羥基磷灰石復合物；(2)反應過程中不需加入聚合物和碳酸鹽類；(3)工藝 過程簡單，可通過調(diào)節(jié)與懸濁液進一步反應的離子的物質(zhì)的量來控制產(chǎn)物的 組成，以及灼燒后產(chǎn)物中兩相的比例；(4)為水溶液中生成的磷酸鈣結(jié)構(gòu)的 研究提供了一定的依據(jù)。因此，前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備磷酸鈣類化合物具有很好 的前景。中國專利ZL 03142006.0公開了一種磷酸鈣復合粉末及其制備方法，該方法采用濕化學方法通過控制工藝條件合成不同Ca/P比的磷酸鈣前驅(qū)體，然后 經(jīng)熱處理獲得比例可以任意調(diào)節(jié)的羥基磷灰石和/或a-磷酸三鈣復合粉末、羥 基磷灰石和/或P-磷酸三鈣復合粉末或者(x-磷酸三鈣復合粉和/或P-磷酸三鈣 復合粉末。拖過控制工藝條件可以調(diào)節(jié)磷酸鈣復合粉末的生物活性和生物降解速率。該發(fā)明使用一步法混合鈣源溶液和磷源溶液，還需要第三組分(聚合物) 的加入，在合成不同類型磷酸鈣復合粉末時需要調(diào)整反應的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制備磷酸鈣復合粉末的方法，該方法工藝簡 單，獲得產(chǎn)物的可控性和重復性好。本發(fā)明的磷酸鈣復合粉末的制備方法，包括以下步驟1) 將含鈣化合物溶于水配制成鈣源溶液；2) 將含磷化合物溶于水配制成磷源溶液，并將該溶液按Ca/P摩爾比為 1.500加入到上述鈣源溶液中，在室溫下，攪拌反應24小時，陳化24小時， 反應體系用堿溶液調(diào)節(jié)至pH值為7.0~12.0，獲得磷酸鈣前驅(qū)體的懸濁液；3) 向上述磷酸鈣前驅(qū)體的懸濁液中繼續(xù)加入鈣源溶液，使體系中總的 Ca/P摩爾比為大于1.500，小于或等于1.667，攪拌均勻后，繼續(xù)陳化24小時， 抽濾、洗滌、干燥后，獲得復相磷酸鈣或羥基磷灰石前驅(qū)體；4) 將復相磷酸鈣或羥基磷灰石前驅(qū)體在700。C 100(TC下熱處理2 24小 時，隨爐溫冷卻，研磨后即可獲得a-磷酸鈣和/或羥基磷灰石粉末。前述的含鈣化合物為硝酸鈣或氯化鈣或氫氧化鈣。前述的含磷化合物為磷酸氫二銨或磷酸鈉或磷酸氫鈉或磷酸鉀或磷酸氫鉀。用于調(diào)節(jié)pH值的堿溶液可以使用氨水或氫氧化鈉。 利用本發(fā)明的方法所獲得的磷酸鈣粉末是羥基磷灰石粉末，或復相a-磷酸鈣/羥基磷灰石，或a-磷酸鈣/卩-磷酸鈣/羥基磷灰石粉末，該粉末Ca/P的摩 爾比大于1.500，小于或等于1.667。
本發(fā)明由于分步生成復相前驅(qū)體，因此，能夠有效控制最終產(chǎn)物的成份， 且合成體系中不添加任何第三組份，反應在室溫條件下即可完成，工藝簡單， 容易實現(xiàn)，成本低，過程環(huán)保。
本發(fā)明所提供的方法采用TCP前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法，通過控制工藝條件，可合 成不同Ca^>摩爾比的多相鈣磷鹽前驅(qū)體(與傳統(tǒng)化學沉淀法制備的相同Ca/P 摩爾比的前驅(qū)體結(jié)構(gòu)不同)，然后經(jīng)熱處理獲得比例在一定范圍內(nèi)可調(diào)的復相 ci-磷酸鈣/羥基磷灰石粉末或a-磷酸鈣/(3-磷酸鈣/羥基磷灰石粉末。通過控制工 藝條件可以調(diào)節(jié)復相磷酸鈣粉末的生物活性和生物降解速率。本發(fā)明制備的 復合磷酸鈣粉末的顆粒尺寸在50nm 500nm之間?？蓱糜谟步M織替代材料、 骨填充材料、骨水泥和涂層等生物醫(yī)學材料領域。


圖1為本發(fā)明實施例1復相a-磷酸鈣/羥基磷灰石粉末的XRD (X射線衍 射)譜圖2為本發(fā)明實施例2復相a-磷酸鈣/羥基磷灰石粉末的XRD (X射線衍 射)譜圖3為本發(fā)明實施例3羥基磷灰石粉末的XRD (X射線衍射)譜圖； 圖4為本發(fā)明實施例4三相a-磷酸轉(zhuǎn)/p-磷酸l丐/羥基磷灰石粉末的XRD (X 射線衍射)譜圖5為本發(fā)明實施例1復相(x-磷酸鈣/羥基磷灰石粉末放大5萬倍的SEM (掃描電鏡)照片；
圖6為本發(fā)明實施例2復相a-磷酸鈣/羥基磷灰石粉末放大5萬倍的SEM (掃描電鏡)照片；
圖7為本發(fā)明實施例3羥基磷灰石粉末放大3萬倍的SEM (掃描電鏡)照片。
具體實施方式
-實施例l
將7.0845gCa(NO3)2溶于50mL去離子水中，在快速攪拌的條件下，向反 應器中加入50mL的(NH4)2HPO4溶液，使體系中鈣磷摩爾比為1.500，室溫反 應，用氨水維持體系pH值為11.0，攪拌24小時，陳化24小時，得到反應產(chǎn) 物混合液，再向該混合物中再滴加Ca(N03)2溶液，使體系Ca/P摩爾比達到 1.600。攪拌均勻后，再陳化24小時，過濾、洗滌、干燥。然后在90(TC下煅 燒2小時，隨爐降至室溫，研磨后即可得到Ca/P摩爾比為1.600的復相a-磷 酸鈣/羥基磷灰石粉末，產(chǎn)物的XRD譜圖和SEM照片如圖1和圖5。 實施例2
將7.0845gCa(NO3)2溶于50mL去離子水中，在快速攪拌的條件下，向反 應器中加入50mL的(NH4)2HPO4溶液，使體系中鈣磷摩爾比為1.500，室溫反 應，用氨水維持體系pH值為11.0，攪拌24小時，陳化24小時，得到反應產(chǎn) 物混合液，再向該混合物中再滴加Ca(N03)2溶液，使體系Ca/P摩爾比達到 1.636。攪拌均勻后，再陳化24小時，過濾、洗滌、干燥。然后在90(TC下煅 燒2小時，隨爐降至室溫，研磨后即可得到Ca/P摩爾比為1.636的復相a-磷 酸鈣/羥基磷灰石粉末，產(chǎn)物的XRD譜圖和SEM照片如圖2和圖6。 實施例3
將7.0845g的Ca(N03)2溶于50mL去離子水中，在快速攪拌的條件下， 向反應器中加入50mL(NH4)2HPO4溶液，使體系中鈣磷摩爾比為1.500，室溫 反應，用氨水維持體系pH值為11.0，攪拌24小時，陳化24小時，得到反應 產(chǎn)物混合液，再向該混合物中滴加Ca(N03)2溶液，使體系Ca/P摩爾比達到 1.667。攪拌均勻后，再陳化24小時，過濾、洗滌、干燥。然后在90(TC下煅 燒2小時，隨爐降至室溫，研磨后即可得到Ca/P摩爾比為1.667的羥基磷灰石粉末，產(chǎn)物的XRD譜圖和SEM照片如圖3和圖7。 實施例4
將7.0845g的Ca(NO》2溶于50mL去離子水中，在快速攪拌的條件下， 向反應器中加入50mL的(NH4)2HPO4溶液，使體系中鈣磷摩爾比為1.500，室 溫反應，用氨水維持體系pH值為11.0，攪拌24小時，陳化24小時，得到反 應產(chǎn)物混合液，再向該混合物中再滴加Ca(N03)2溶液，使體系Ca/P摩爾比達 到1.571。攪拌均勻后，再陳化24小時，過濾、洗滌、干燥。然后在90(TC下 煅燒2小時，隨爐降至室溫，研磨后即可得到Ca/P摩爾比為1.571的三相a-磷酸鈣/p-磷酸鈣/羥基磷灰石粉末，產(chǎn)物的XRD譜圖如圖4。
權利要求
1.一種磷酸鈣復合粉末的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)將含鈣化合物溶于水配制成鈣源溶液；2)將含磷化合物溶于水配制成磷源溶液，并將該溶液按Ca/P摩爾比為1.500加入到上述鈣源溶液中，在室溫下，攪拌反應24小時，陳化24小時，反應體系用堿溶液調(diào)節(jié)至pH值為7.0～12.0，獲得磷酸鈣前驅(qū)體的懸濁液；3)向上述磷酸鈣前驅(qū)體的懸濁液中繼續(xù)加入前述鈣源溶液，使體系中總的Ca/P摩爾比大于1.500，小于或等于1.667，攪拌均勻后，繼續(xù)陳化24小時，抽濾、洗滌、干燥后，獲得復相磷酸鈣或羥基磷灰石前驅(qū)體；4)將復相磷酸鈣或羥基磷灰石前驅(qū)體在700～1000℃下熱處理2～24小時，隨爐溫冷卻，研磨后即可獲得磷酸鈣復合粉末。
2. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所說的含鈣化合物為硝 酸鈣或氯化鈣或氫氧化f丐。
3. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所說的含磷化合物為磷 酸氫二銨或磷酸鈉或磷酸氫鈉或磷酸鉀或磷酸氫鉀。
4. 根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的堿溶液為氨水或 氫氧化鈉。
全文摘要
一種復合磷酸鈣粉末制備方法，屬于醫(yī)用材料制備領域。該粉末是羥基磷灰石復合粉末，α-磷酸鈣/羥基磷灰石，或α-磷酸鈣/β-磷酸鈣/羥基磷灰石復合粉末，該粉末的Ca/P摩爾比大于1.500，小于或等于1.667，制備過程包括以下步驟將鈣源溶液和磷源溶液以Ca/P摩爾比為1.500混配，室溫攪拌陳化1～48小時后，調(diào)節(jié)pH值為7.0～12.0，得磷酸鈣前驅(qū)體懸濁液，再加鈣源溶液至Ca/P摩爾比為大于1.500～1.667，繼續(xù)陳化1～48小時，得復相磷酸鈣或羥基磷灰石前驅(qū)體，將此物于700℃～1000℃下熱處理1～24小時，隨爐冷卻，研磨得粉末。本發(fā)明的工藝過程可控性強，環(huán)保，成本低。
文檔編號A61L27/00GK101254910SQ20081010393
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月14日 優(yōu)先權日2008年4月14日
發(fā)明者孫陸軍, 黃雅欽 申請人:北京化工大學